Fotovoltaični sistem za proizvodnjo električne energije zunaj omrežja se uporablja predvsem za reševanje osnovnega problema porabe električne energije prebivalcev na območjih brez elektrike ali z manj električne energije. Fotovoltaični sistem za proizvodnjo električne energije zunaj omrežja je v glavnem sestavljen iz fotonapetostnih modulov, nosilcev, krmilnikov, pretvornikov, baterij in sistemov za distribucijo električne energije. V primerjavi s fotovoltaičnim sistemom, povezanim z omrežjem, ima sistem zunaj omrežja več krmilnikov in baterij, pretvornik pa neposredno poganja obremenitev, zato je električni sistem bolj zapleten. Ker je sistem zunaj omrežja morda edini uporabnikov vir električne energije in je uporabnik zelo odvisen od sistema, bi morala biti zasnova in delovanje sistema zunaj omrežja bolj zanesljiva.
Pogoste težave pri oblikovanju sistemov zunaj omrežja
Za fotonapetostne sisteme brez omrežja ni enotne specifikacije. Zasnovan mora biti v skladu s potrebami uporabnikov, predvsem glede na izbiro in izračun komponent, pretvornikov, krmilnikov, baterij, kablov, stikal in druge opreme. Pred projektiranjem je treba dobro opraviti predhodna dela. Pred izdelavo načrta je treba najprej razumeti vrsto in moč uporabnikove obremenitve, podnebne razmere mesta namestitve, uporabnikovo porabo električne energije in povpraševanje.
1. Napetost modula in napetost baterije se morata ujemati. Solarni modul krmilnika PWM in baterija sta povezana preko elektronskega stikala. V sredini ni induktivnosti in drugih naprav. Napetost modula je med 1,2 in 2.0-kratno napetostjo baterije. Če gre za 24-voltno baterijo, je vhodna napetost komponente med 30-50V, krmilnik MPPT ima cev za vklopno stikalo in induktor ter druga vezja na sredini, napetost komponente je med 1.{ {8}}.5-kratna napetost baterije, če je baterija 24 V. Vhodna napetost komponente je med 30-90V.
2. Izhodna moč modula mora biti podobna moči krmilnika. Na primer, krmilnik 48V30A ima izhodno moč 1440VA, moč modula pa naj bi bila okoli 1500W. Pri izbiri krmilnika si najprej oglejte napetost baterije, nato pa moč komponente delite z napetostjo baterije, ki je izhodni tok krmilnika.
3. Če moč enega pretvornika ni dovolj, je treba več pretvornikov povezati vzporedno. Izhod fotovoltaičnega izvenomrežnega sistema je priključen na obremenitev. Izhodna napetost in trenutna faza ter amplituda vsakega pretvornika sta različni. Če so sponke povezane vzporedno, je treba dodati pretvornik z vzporedno funkcijo.
Pogoste težave pri odpravljanju napak v sistemih zunaj omrežja
1 LCD pretvornika ne prikaže 01
Analiza napak
Ni baterijskega vhoda DC, inverterski LCD napajalnik se napaja iz baterije.
02 Možni razlogi
(1) Napetost akumulatorja ni zadostna. Ko baterija prvič zapusti tovarno, je običajno popolnoma napolnjena, če pa baterije dlje časa ne uporabljate, se počasi izprazni (samopraznjenje). Sistemske napetosti zunaj omrežja so 12 V, 24 V, 48 V, 96 V itd. V nekaterih aplikacijah je treba več baterij povezati v serijo, da dosežejo sistemsko napetost. Če priključni kabli niso pravilno priključeni, bo napetost baterije nezadostna.
(2) Sponke baterije so obrnjene. Priključki akumulatorja imajo pozitivni in negativni pol, na splošno je rdeča povezana s pozitivnim polom, črna pa z negativnim polom.
(3) Stikalo za enosmerni tok ni zaprto ali pa je stikalo okvarjeno.
03
rešitev
(1) Če napetost akumulatorja ni zadostna, sistem ne more delovati in sončna energija ne more napolniti akumulatorja, morate poiskati drugo mesto za polnjenje akumulatorja na več kot 30 odstotkov.
(2) Če je težava z linijo, uporabite multimeter za merjenje napetosti vsake baterije. Ko je napetost normalna, je skupna napetost vsota napetosti baterije. Če ni napetosti, preverite, ali so stikalo za enosmerni tok, priključek za ožičenje, kabelski konektor itd.
(3) Če je napetost akumulatorja normalna, ožičenje je normalno, je stikalo vklopljeno in pretvornik še vedno ne prikazuje, je lahko pretvornik okvarjen in je treba obvestiti proizvajalca za vzdrževanje.
2 Baterije ni mogoče napolniti
01 Analiza napak
Baterija se polni preko fotovoltaičnega modula in krmilnika ali iz omrežja in krmilnika.
02 Možni razlogi
(1) Razlogi za komponente: napetost komponente ni zadostna, sončne svetlobe je malo in povezava komponente in kabla DC ni dobra.
(2) Ožičenje akumulatorskega tokokroga ni dobro.
(3) Baterija je popolnoma napolnjena in doseže najvišjo napetost.
03 Rešitve
(1) Preverite, ali so stikala za enosmerni tok, sponke, kabelski konektorji, komponente, baterije itd. normalni. Če je komponent več, jih je treba povezati in preskusiti ločeno.
(2) Ko je baterija popolnoma napolnjena, je ni mogoče ponovno napolniti, vendar imajo različne baterije različne napetosti, ko so popolnoma napolnjene. Na primer, baterija z nazivno napetostjo 12 V ima napetost med 12,8 in 13,5 V, ko je popolnoma napolnjena. Specifična teža elektrolita, ko je baterija popolnoma napolnjena, je povezana. Prilagodite omejitev največje napetosti glede na vrsto baterije.
(3) Vhodni previsok tok: polnilni tok baterije je na splošno 0.1C-0.2C, največji pa ni večji od 0.3C. Na primer, pri svinčevi bateriji 12V200AH je polnilni tok običajno med 20A in 40A, največji pa ne sme preseči 60A. Moč komponente se mora ujemati z močjo krmilnika.
(4) Vhodna prenapetost: Vhodna napetost modula je previsoka, preverite napetost plošče baterije, če je res visoka, je možen razlog, da je število nizov plošče baterije preveč, zmanjšajte število nizov akumulatorske plošče
3 Pretvornik kaže preobremenitev ali se ne more zagnati 01
Analiza napak
Moč obremenitve je večja od moči pretvornika ali baterije.
02 Možni razlogi
(1) Preobremenitev pretvornika: če preobremenitev pretvornika preseže časovno območje in moč obremenitve preseže največjo vrednost, prilagodite velikost obremenitve.
(2) Preobremenitev baterije: Tok praznjenja je na splošno 0.2C-0.3C, največja vrednost ne presega 0.5C, 1 12V200AH svinčeno-kislinske baterije, največja izhodna moč ne presega 2400 W, različni proizvajalci, različni modeli, specifične vrednosti so tudi različne.
(3) Obremenitve, kot so dvigala, ne morejo biti neposredno priključene na izhodno sponko pretvornika, ker ko se dvigalo spušča, se motor obrne, kar bo ustvarilo povratno elektromotorno silo, ki bo poškodovala pretvornik, ko vstopi v pretvornik. Če je treba uporabiti sistem zunaj omrežja, je priporočljivo dodati frekvenčni pretvornik med pretvornik in motor dvigala.
(4) Zagonska moč induktivnega bremena je prevelika.
03 Rešitve
Nazivna moč bremena mora biti nižja od moči pretvornika, konična moč bremena pa ne sme biti večja od 1,5-kratne nazivne moči pretvornika.
Pogosta vprašanja o bateriji
1 Pojav kratkega stika in vzroki
Kratek stik svinčenega akumulatorja se nanaša na povezavo pozitivnih in negativnih skupin znotraj svinčenega akumulatorja. Pojav kratkega stika pri svinčenih baterijah se kaže predvsem v naslednjih vidikih:
Napetost odprtega tokokroga je nizka, napetost zaprtega tokokroga (razelektritev) pa hitro doseže zaključno napetost. Ko se izprazni velik tok, napetost na sponki hitro pade na nič. Ko je tokokrog odprt, je gostota elektrolita zelo nizka in elektrolit zmrzne v okolju z nizko temperaturo. Pri polnjenju napetost narašča zelo počasi in vedno ostane nizka (včasih pade na nič). Med polnjenjem se temperatura elektrolita zelo hitro dvigne. Med polnjenjem gostota elektrolita narašča zelo počasi oziroma se skoraj ne spreminja. Med polnjenjem se ne pojavijo mehurčki ali plin.
Glavni razlogi za notranji kratek stik svinčenih akumulatorjev so naslednji:
Kakovost separatorja ni dobra ali pomanjkljiva, tako da aktivni material plošče prehaja skozi, kar povzroči navidezni ali neposredni stik med pozitivno in negativno ploščo. Premik separatorja povzroči povezavo pozitivnih in negativnih plošč. Aktivni material na plošči elektrode se razširi in odpade. Zaradi prekomernega odlaganja odpadlega aktivnega materiala je spodnji rob oziroma stranski rob pozitivne in negativne plošče v stiku z usedlino, kar povzroči povezavo pozitivne in negativne plošče. Prevodni predmet pade v baterijo, zaradi česar se pozitivna in negativna plošča povežeta.
Pojav in vzroki 2-sulfacije polov
Sistem za sulfatacijo plošče je svinčev sulfat, ki na plošči tvori bele in trde kristale svinčevega sulfata in se med polnjenjem zelo težko pretvori v aktivne snovi. Glavni pojavi po sulfatiranju plošč svinčenih akumulatorjev so naslednji:
(1) Napetost svinčeno-kislinske baterije med postopkom polnjenja hitro narašča, njena začetna in končna napetost pa sta previsoki, končna polnilna napetost pa lahko doseže približno 2,90 V/eno celico.
(2) Med postopkom praznjenja se napetost hitro zmanjša, to pomeni, da prezgodaj pade na zaključno napetost, zato je njena kapaciteta bistveno nižja kot pri drugih baterijah.
(3) Med polnjenjem se temperatura elektrolita hitro dvigne in zlahka preseže 45 stopinj.
(4) Med polnjenjem je gostota elektrolita nižja od normalne vrednosti in med polnjenjem se prezgodaj pojavijo mehurčki.
Glavni razlogi za sulfatizacijo plošče so naslednji:
(1) Začetno polnjenje svinčenih akumulatorjev je nezadostno ali pa je začetno polnjenje prekinjeno za dalj časa.
(2) Svinčeno-kislinska baterija dolgo časa ni dovolj napolnjena.
(3) Neuspešno polnjenje po praznjenju.
(4) Pogosto prekomerno praznjenje ali globoko praznjenje majhnega toka.
(5) Če je gostota elektrolita previsoka ali je temperatura previsoka, bo svinčev sulfat globoko oblikovan in ga je težko obnoviti.
(6) Svinčeno-kislinska baterija je bila dalj časa na čakanju in se dolgo časa ne uporablja brez rednega polnjenja.